电主轴详细参数与安装.docx

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电主轴详细参数与安装

电主轴参数详解

1、主轴产品名称由组成为:

安装尺寸-类别代号-主参数-设计序列号

安装尺寸：

指主轴与机床或主机的配合尺寸，一般指外径。

类别代号反映产品的用途和特点，由2～4位英文字母组成，从前往后分别代表主轴驱动方式、应用领域、外形代号等含义。

2、应用方式说明：

E——内装电机驱动主轴，即电主轴

M——皮带或连轴器驱动主轴，即机械主轴

3、应用领域说明

C——车床用主轴

X——铣床用主轴

Z——钻床用主轴

N——拉辗用主轴

M——磨床用主轴

S——试验机用驱动主轴

L——离心机用主轴

T——特殊用图主轴

4、外形代号说明

F——外形带法兰的主轴

H——电机后置式主轴

Y——其它异形主轴

5、主参数说明

主参数段由数字和一小写英文字母组成，总位数为3～4位，表示电主轴额定转速和润滑方式，转速以kr/min表示；字母有g、m、a等，分别代表油脂、油雾、油气等润滑方式。

6、设计序列号说明

主轴代号最后一段为设计序号（可以没有），设计序号有1个英文字母或字母+数字组成，以A、B、C…（后述特殊字母除外）顺序英文字母表示。

举例说明：

180MCF05g-A

安装尺寸——φ180MCF——车削机械主轴，带法兰结构

最高转速——5000r/min润滑——油脂A——批量衍生产品

电主轴刀具的常见问题

1、刀具无法夹紧

（1）碟形弹簧位移量太小，使主轴抓刀、夹紧装置无法到达正确位置，刀具无法夹紧。

通过调整碟形弹簧行程长度加以排除。

（2）弹簧夹头损坏，使主轴夹紧装置无法夹紧刀具。

通过更换新弹簧夹头加以排除

（3）碟形弹簧失效，使主轴抓刀、夹紧装置无法运动到达正确位置，刀具无法夹紧。

通过更换新碟形弹簧加以排除。

（4）刀柄上拉钉过长，顶撞到主轴抓刀、夹紧装置，使其无法运动到达正确位置，刀具无法夹紧。

通过调整或更换拉钉，并正确安装加以排除。

2、刀具夹紧后不能松开

（1）松刀液压缸压力和行程不够。

通过调整液压力和行程开关位置加以排除。

（2）碟形弹簧压合过紧，使主轴夹紧装置无法完全运动到达正确位置，刀具无法松开。

通过调整碟形弹簧上的螺母，减小弹簧压合量加以排除。

为什么电主轴强力切削时会停转？

（1） 主轴电动机与主轴连接的传动带过松，造成主轴传动转矩过小，强力切削时主轴转矩不足，产生报警，数控机床自动停机。

（通过重新调整主轴传动带的张紧力，加以排除。

）

（2） 主轴电动机与主轴连接的传动带表面有油，造成主轴传动时传动带打滑，强力切削时主轴转矩不足，产生报警，数控机床自动停机。

（通过用汽油或酒精清洗后擦干净加以排除。

）

（3） 主轴电动机与主轴连接的传动带使用过久而失效，造成主轴电动机转矩无法传动，强力切削时主轴转矩不足，产生报警，数控机床自动停机。

（通过更换新的主轴传动带加以排除。

）

（4） 主轴传动机构中的离合器、联轴器连接、调整过松或磨损，造成主轴电动机转矩传动误差过大，强力切削时主轴振动强烈。

产生报警，数控机床自动停机。

（通过调整、更换离合器或联轴器加以排除。

）

高速电主轴3种常见故障

故障一、主轴发热

1、主轴轴承预紧力过大，造成主轴回转时摩擦过大，引起主轴温度急剧升高，可以通过重新调整主轴轴承预紧力加以排除；

2、主轴轴承研伤或损坏，造成主轴回转时摩擦过大，引起主轴温度急剧升高，可以通过更换新轴承加以排除；

3、主轴润滑油脏或有杂质，也会造成主轴回转时阻力过大，引起主轴温度升高，可以通过清洗主轴箱，重新换油加以排除；

4、主轴轴承润滑油脂耗尽或润滑油脂过多，也会造成主轴回转时阻力、摩擦过大，引起主轴温度升高，可以通过重新涂抹润滑脂加以排除；

故障二、主轴强力切削时停转

1、主轴电动机与主轴连接的传动带过松，造成主轴传动转矩过小，强力切削时主轴转矩不足，产生报警，数控机床自动停机，可以通过重新调整主轴传动带的张紧力，加以排除；

2、主轴电动机与主轴连接的传动带表面有油，造成主轴传动时传动带打滑，强力切削时主轴转矩不足，产生报警，数控机床自动停机，可以通过用汽油或酒精清洗后擦干净加以排除。

3、主轴电动机与主轴连接的传动带使用过久而失效，造成主轴电动机转矩无法传动，强力切削时主轴转矩不足，产生报警，数控机床自动停机，可以通过通过更换新的主轴传动带加以排除；

4、主轴传动机构中的离合器、联轴器连接、调整过松或磨损，造成主轴电动机转矩传动误差过大，强力切削时主轴振动强烈。

产生报警，数控机床自动停机，可以通过调整、更换离合器或联轴器加以排除；

故障三、刀具无法夹紧

1、碟形弹簧位移量太小，使主轴抓刀、夹紧装置无法到达正确位置，刀具无法夹紧，可以通过调整碟形弹簧行程长度加以排除；

2、弹簧夹头损坏，使主轴夹紧装置无法夹紧刀具，可以通过更换新弹簧夹头加以排除；

3、碟形弹簧失效，使主轴抓刀、夹紧装置无法运动到达正确位置，刀具无法夹紧，可以通过更换新碟形弹簧加以排除；

4、刀柄上拉钉过长，顶撞到主轴抓刀、夹紧装置，使其无法运动到达正确位置，刀具无法夹紧，可以通过调整或更换拉钉，并正确安装加以排除。

高速电主轴两种布局方式

   高速电主轴在设计时，不同布局方式的电主轴会有不一样的特点，其适用范围也有所不同。

在此，星轮公司根据主电动机和主轴轴承相对位置的不同，向您介绍两种布局方式：

1、主电动机置于主轴前、后轴承之间，如图1所示。

     优点：

主轴单元的轴向尺寸较短，主轴刚度高，出力大。

     较适用于中、大型高速加工中心，目前大多数电主轴都采用这种结构形式。

                                       （图1）

1.编码盘、2.电主轴壳体、3.冷却水套、4.电动机定子、5.油气喷嘴

6.电动机转子、7.阶梯过盈套、8.平衡盘、9.角接触陶瓷球轴承

2、主电动机置于主轴后轴承之后，如图2所示。

即主轴箱和主电动机作轴向的同轴布置（有的用联轴节）。

     优点：

减小电主轴前端的径向尺寸，电动机的散热条件较好。

     常用于小型高速数控机床，尤其适合于模具型腔的高速精密加工。

                                （图2）

1.液压缸、2.拉杆、3.主轴轴承、

4.碟形弹簧、5.夹头、6.主轴、7.内置电动

解决高速电主轴发热严重问题

   电主轴运转中由于高速旋转造成的发热和温度升高问题是一直困扰着人们的问题，一般来说电主轴内部有两个热源：

一是主轴轴承，另一个是内藏式主电动机。

   其中最主要的问题在于内藏式主电动机的发热，如果电动机的散热问题不处理好了，一方面影响工作效率，另一方面也缩短使用寿命。

主要的解决方法是采用循环冷却结构，分外循环和内循环两种，冷却介质可以是水或油，使电动机与前后轴承都能得到充分冷却。

   至于主轴轴承是电主轴的核心支承，也是电主轴的主要热源之一。

良好而充分的润滑是保证主轴正常运转的必要条件。

采用油雾润滑，雾化发生器进气压为0.25~0.3MPa，选用20#透平油，油滴速度控制在80~100滴/min。

润滑油雾在充分润滑轴承的同时，还带走了大量的热量。

前后轴承的润滑油分配是非常重要的问题，必须加以严格控制。

进气口截面大于前后喷油口截面的总和，排气应顺畅，各喷油小孔的喷射角与轴线呈15o夹角，使油雾直接喷入轴承工作区。

电主轴冷却和润滑介绍

   电主轴使用过后如何冷却？

日常使用时的润滑工作要如何进行？

下面星轮就和您一起探讨一下电主轴的冷却和润滑。

   电主轴最常使用的冷却式是水冷,立式使用的电主轴较为简单。

对于水平使用的电主轴,一般应使进水口尽量置于最下方的位置,而出水口则尽量靠近最上方。

   一般来说自冷或风冷式主轴外壳体都会设计有散热片或开设散热窗口,电机水冷式主轴留有成对出现的冷却水接嘴。

油雾润滑的主轴留有油雾接口和排气接口,油气润滑的主轴多有两个以上的润滑油接口,而油脂润滑的电主轴则没有任何的进油接嘴。

   润滑方面星轮提醒油雾或油气润滑的主轴使用时需特别的注意,应使主轴在运转过程中始终有新鲜的润滑油供应,做到润滑系统先于主轴启动而后于主轴停止运行。

由于油雾或油气直接通人轴承滚动体部位,在使用该类主轴时需注意压缩空气的干燥及洁净程度。

电主轴的转定子设计和装配

   电主轴要获得好的性能和使用寿命，必须对电主轴各个部分进行精心设计和制造。

高速电主轴的定子由具有高导磁率的优质矽钢片迭压而成，定子内腔带有冲制嵌线槽。

转子由转子铁芯、鼠笼和转轴三部分组成。

主轴箱的尺寸精度和位置精度也将直接影响主轴的综合精度。

通常将轴承座孔直接设计在主轴箱上，为加装电机定子，必须至少开放一端。

   高速电机主轴高速旋转时，任何小的不平衡质量即可引起电主轴大的高频振动。

因此精密电主轴的动平衡精度要求达到G1~G0.4级。

对于这种等级的动平衡，采用常规的方法即仅在装配前对主轴上的每个零件分别进行动平衡是远远不够的，还需在装配后进行整体的动平衡，甚至还要设计专门的自动平衡系统来实现主轴的在线动平衡。

另外，在设计电主轴时，必须严格遵守结构对称原则，键联接和螺纹联接在电主轴上被禁止使用，而普遍采用过盈联接，并以此来实现转矩的传递。

过盈联接与螺纹联接或键联接相比有：

不会在主轴上产生弯曲和扭转应力，对主轴的旋转精度没有影响；主轴的动平衡易得到保证等优点。

   转子与转轴之间的过盈联接分为两类，一类是通过套筒实现的，此结构便于维修拆卸；另一类是没有套筒，转子直接过盈联接在转轴上，此类联接转子装配后不可拆卸。

由于内孔与转轴配合面之间有很大的过盈量，所以转子与转轴可以采用转轴冷缩和转子热胀法装配。

带有套筒的联接拆卸时，需向转子套筒上预留的油孔中高压注油，迫使转子的过盈套筒涨开，即可顺利拆卸下电机的转子。

电机定子通过一个冷却套固定装在电主轴的箱体中。

主轴电机与伺服电机的区别

数控机床用电机主要有两种电机:

进给伺服电机和主轴电机。

一、数控机床对主轴电机和伺服电机的要求不同：

数控机床对进给伺服电机的要求主要为:

（1）机械特性:

要求伺服电机的速降小、刚度大;

（2）快速响应的要求:

这在轮廓加工，特别对曲率大的加工对象进行高速加工时要求较严格;

（3）调速范围:

这可以使数控机床适用于各种不同的刀具、加工材质;适应于各种不同的加工工艺;

（4）一定的输出转矩，并要求一定的过载转矩。

机床进给机械负载的性质主要是克服工作台的摩擦力和切削的阻力，因此主要是"恒转矩"的性质。

对高速电主轴的要求主要为:

（1）足够的输出功率，数控机床的主轴负载性质近似于"恒功率"，也就是当机床的电主轴转速高时，输出转矩较小;主轴转速低时，输出转矩大;即要求主轴驱动装置要具有"恒功率"的性质;

（2）调速范围:

为保证数控机床适用于各种不同的刀具、加工材质;适应于各种不同的加工工艺，要求主轴电机具有一定的调速范围。

但对主轴的要求比进给低;

（3）速度精度:

一般要求静差度小于5％，更高的要求为小于1％;

（4）快速:

主轴驱动装置有时也用在定位功能上，这就要求它也具有一定的快速性。

二、伺服电机和主轴电机的输出指标不同，伺服电机以转矩（N.m），主轴以功率（kW）为指标。

   这是因为，伺服电机和主轴电机在数控机床里作用不同，伺服电机驱动机床的工作台，工作台的负载阻尼为折合到电机轴上的转矩，所以伺服电机以转矩（N.m）为指标。

主轴电机驱动机床的主轴，它的负载必需满足机床的功率，所以主轴电机以功率（kW）为指标。

这是习惯的叫法。

其实，通过力学公式的换算，这两个指标可以进行互算。

电主轴的使用与养护

   电主轴是最近十年在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术，它是高速数控机床的“核心”部件，它的性能直接决定了机床的高速加工